[发明专利]风电场经柔性直流输电并网系统的协调故障穿越方法

权利要求书

1.一种风电场经柔性直流输电并网系统的协调故障穿越方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1，正常情况下，风电场侧换流器采用定交流电压控制方式，风电场侧换流器交流电压控制的参考电压设为正常情况下的第一设定值，此时风电场母线电压稳定；

S2，风电场侧换流器检测是否发生单极故障，如果未发生单极故障则返回S1，如果发生单极故障则进行步骤S3；

S3，非故障极的电流检测装置测量非故障极电流值，并将所述非故障极电流值与预定的限值一起输入比较器：如果所述非故障极电流值大于限值，则需要启动故障穿越策略，进行步骤S4；如果所述非故障极电流值小于或等于限值，则不启动故障穿越策略，返回步骤S1；

S4，将所述参考电压设为发生故障时的第二设定值，使风电场母线电压值迅速降低，当双馈风机的风电场母线电压在转子侧crowbar保护电路的启动阈值以下时，转子侧crowbar保护电路启动；

S5，当crowbar保护电路启动并闭锁绝缘栅双极型晶体管IGBT的控制脉冲后，双馈式感应电机DFIG以绕线式异步电机形式工作，处于不控状态；参考电压以发生故障时的第二设定值作为初始值，通过电压反馈控制，计算得到参考电压的新值，并且通过风电场侧换流器的控制使得风电场母线电压的值达到所述参考电压的新值；

S6，风电场侧换流器检测到直流系统单极故障清除后，所述参考电压重设为正常情况下的第一设定值，风电场母线电压的值上升，当风电场母线电压的值上升到crowbar保护电路的启动阈值以上时，crowbar保护电路退出，同时恢复绝缘栅双极型晶体管IGBT控制脉冲，并返回步骤S1。

2.根据权利要求1所述的风电场经柔性直流输电并网系统的协调故障穿越方法，其特征在于：所述参考电压在正常情况下的第一设定值必须高于双馈式感应电机DFIG的crowbar保护电路的启动阈值，所述参考电压在故障时的第二设定值必须低于双馈式感应电机DFIG的crowbar保护电路的启动阈值。

3.根据权利要求2所述的风电场经柔性直流输电并网系统的协调故障穿越方法，其特征在于：

所述参考电压在故障时的第二设定值与双馈式感应电机DFIG参数和故障前风电场出力有关，通过系统仿真确定故障时的第二设定值与故障前风电场出力之间的对应关系，使得crowbar保护电路启动后，非故障极电流值刚好达到电流的额定值。

4.根据权利要求2所述的风电场经柔性直流输电并网系统的协调故障穿越方法，其特征在于：

所述参考电压在正常情况下的第一设定值为1.0p.u.，所述参考电压在故障时的第二设定值范围为0.65-0.9p.u.。

5.根据权利要求1所述的风电场经柔性直流输电并网系统的协调故障穿越方法，所述S5中参考电压以发生故障时的第二设定值作为初始值，通过电压反馈控制，计算得到参考电压的新值，并且通过风电场侧换流器的控制使得风电场母线电压的值达到所述参考电压的新值，其特征在于，具体步骤如下：

u_set＝u_fault-Δu；

其中，u_set为风电场侧换流器交流电压控制的参考电压，U_fault为风电场侧换流器交流电压控制的参考电压在发生故障时的第二设定值，Δu为电压变化量；

电压控制器采用PI控制，电压变化量通过下式获得：

Δu＝K_p(I_d-I_dn)+K_i∫(I_d-I_dn)dt，

其中，I_d为非故障极电流测量值；I_dn为单极电流的额定值，它是由设备特性决定的预定值；K_i为PI控制器的积分参数；K_p为PI控制器的比例系数；

将获得的u_set值作为风电场侧换流器交流电压控制的参考电压的新值，通过风电场侧换流器的控制使得风电场母线电压达到参考电压的新值。